2N5551 NPN Transistor: Recursos, Aplicações, folha de dados e pinagem

No vasto domínio da eletrônica, os transistores servem como heróis desconhecidos, alimentando inúmeros dispositivos e circuitos que se tornaram parte integrante de nossas vidas diárias. Entre eles,O transistor 2N5551 NPNse destaca como um componente versátil e amplamente utilizado. Com sua combinação única de recursos, ele esculpiu um nicho para si em várias aplicações, desde os circuitos de pequena escala nos eletrônicos de consumo até os sistemas mais complexos nas configurações industriais e de comunicação. Este artigo investiga profundamente o mundo do 2N5551, explorando suas características distintas, diversas aplicações, detalhes cruciais da folha de dados e configurações fundamentais de pinagem. Seja você um entusiasta eletrônico, um estudante ou um engenheiro profissional, entender o 2N5551 pode abrir novas possibilidades no design e inovação do circuito.

Visão geral abrangente do transistor 2N5551

O 2N5551 é um transistor de junção bipolar de alta frequência e baixa potência (BJT)amplamente utilizado em circuitos de amplificação, comutação e oscilação. Suas vantagens principais incluem excelente resposta de alta frequência, baixa tensão de saturação e perda mínima de energia, tornando-a ideal para dispositivos eletrônicos de pequena a média potência. As aplicações de chaves abrangem amplificação de sinal de alta frequência, comutação do circuito de pulso e direção de baixa potência. Com métricas robustas de desempenho-como tensões de ruptura altas (VCE ≥ 150V), um ganho de corrente CC (HFE) de 80-250 e uma frequência característica (FT) ≥ 100MHz-equilibra confiabilidade e eficiência, solidificando seu papel como grampo no projeto eletrônico.

2N5551 Modelo CAD transistor

Configuração do PIN do transistor 2N5551

O transistor 2N5551Apresenta uma configuração clara de pinos, crítica para a integração adequada do circuito. No pacote comum para 92, três pinos servem papéis distintos: o pino 1 é o emissor (e), o terminal de saída atual normalmente conectado ao solo ou baixo potencial; O pino 2 atua como a base (B), controlando a corrente de coletor-emissor via corrente de base (IB); O pino 3 funciona como o coletor (C), o terminal de entrada atual ligado a cargas ou altos potenciais.

Características e especificações técnicas do transistor 2N5551

Características elétricas centrais

• Características de DC:
  • Tensão de quebra de coletor-base (VCB): ≥160V
  • Tensão de decomposição do coletor-emissor (VCE): ≥150V
  • Tensão de quebra-base emissores (VEB): ≥6V
  • Ganho de corrente CC (HFE): 80-250 (em IC = 10mA, VCE = 10V)
• Características de alta frequência:
  • Frequência característica (FT): ≥100MHz (em ic = 10mA, VCE = 20V)
  • Capacitância de saída (COB): ≤15pf (em VCB = 10V, F = 1MHz)
• Características de energia e temperatura:
  • Poder de dissipação máxima de coletor (PC): 0,625W (em tambe = 25 ℃)
  • Faixa de temperatura da junção operacional (TJ): -55 ℃ ~+150 ℃
  • Faixa de temperatura de armazenamento (TSTG): -55 ℃ ~+150 ℃

Parâmetros de limite (valores máximos absolutos)

Diagrama de circuito com 2N5551 NPN Transistor

2N5551 Recursos

Forte desempenho de resistência à tensão: A tensão de decomposição do colapso-emissor (VCE) é ≥150V, e a tensão de quebra da base de coletor (VCB) é ≥160V, permitindo a operação estável em ambientes relativamente de alta tensão e expandindo o escopo da aplicação.

Ganho de corrente estável: Sob as condições de IC = 10mA e VCE = 10V, o ganho de corrente CC (HFE) varia de 80 a 250, garantindo desempenho de amplificação confiável e estabilidade da amplificação do sinal.

Excelentes características de alta frequência: A frequência característica (FT) é ≥100MHz (em IC = 10mA e VCE = 20V), tornando-o adequado para cenários de aplicação de alta frequência, como amplificação e oscilação de sinal de alta frequência.

Boa adaptabilidade de potência e temperatura: A potência máxima de dissipação do coletor atinge 0,625W (a 25 ℃), e a faixa de temperatura da junção operacional é de -55 ℃ ~+150 ℃, permitindo operação estável em uma faixa de temperatura relativamente ampla e faixa de potência.

Capacitância de baixa saída: A capacitância de saída (COB) é ≤15pf (em VCB = 10V e F = 1MHz), o que reduz a perda de sinal de alta frequência e melhora os efeitos de resposta de alta frequência.

Excelentes características de comutação: Possui uma tensão de baixa saturação e pode obter uma comutação rápida após o design otimizado, tornando -o adequado para troca de aplicações como circuitos de pulso e direção de carga.

2N5551 Aplicações

O 2N5551 é um transistor de silício de sinal pequeno do tipo NPN, com resposta de alta frequência (frequência característica típica de 100MHz), capacidade de manuseio de energia média (dissipação máxima de energia do coletor de 625MW) e capacidade de condução de corrente moderada (corrente máxima de coletor de 600mA). Seus cenários de aplicação se concentram principalmente no "processamento de sinalizador pequeno" e "comutação de baixa potência", com os seguintes aplicativos-chave:

Circuitos de amplificação de pequeno sinal

As a core amplifying device, it is used in audio pre-amplification (such as signal preprocessing for small audio systems and headphone drivers), radio frequency (RF) signal amplification (such as amplifying weak signals at the receiving end of radios and walkie-talkies), and sensor signal amplification (such as amplifying weak electrical signals output by photoresistors and thermistors to adapt to subsequent AD sampling). Suas características de alta frequência podem reduzir a distorção do sinal, tornando-o adequado para processar sinais de alta frequência e pequena amplitude.

Controle de comutação de baixa potência

It acts as an electronic switch in small-current load scenarios, such as LED on/off control (controlling the on/off of collector current through base signals to drive low-power LEDs), small relay coil driving (needing to be paired with current-limiting resistors to control the relay's activation/deactivation for switching peripheral circuits), and logic level switching in digital circuits (adapting to the signal on/off requirements of Circuitos TTL/CMOS).

Oscilação de alta frequência e geração de sinal

Aproveitando sua capacidade de resposta de alta frequência, é usado em circuitos de osciladores de alta frequência (como circuitos de oscilação de LC, gerando sinais sinusoidais na faixa de radiofrequência para aplicações como o controle de controle remoto e a geração de transportadores) e a geração de modulação de sinalização em que assistência na implementação de fios de fios de transferência.

Amplificação e modelagem de sinal de pulso

Em sistemas digitais ou circuitos de controle de tempo, amplifica sinais de pulso fraco (como amplificação de sinais de saída do timer) ou formas de formas de onda de pulso distorcidas através de suas características de comutação (como eliminar o jitter de sinalização para produzir pulsos de nível de alto-baixo regular,, adaptar-se aos requisitos de acionamento dos circuitos lógicos subseqüentes).

Fontes de corrente constantes e circuitos de polarização

Utilizando as características atuais de controle do transistor, ele constrói fontes de corrente constantes de baixa potência (como fornecer corrente operacional estável para sensores de baixa potência e amplificadores operacionais) ou serve como circuitos de polarização para dispositivos de energia (fornecendo uma região de tensão/corrente de alta potência para garantir que eles operem em uma amamentação estável).

Operação segura do transistor 2N5551 NPN

O transistor 2N5551 NPN, um item básico em muitos circuitos eletrônicos, requer manuseio cuidadoso para garantir uma operação segura.
Em primeiro lugar, a adesão à área operacional segura (SOA) é crucial. O produto da tensão do coletor - emissor (VCE) e a corrente do coletor (IC) não devem exceder a potência máxima de dissipação do coletor (PC), que é de 0,625W a 25 ℃. Em ambientes de alta temperatura, é necessária uma deração. Por exemplo, quando a temperatura ambiente atingir 100 ℃, o PC deve ser reduzido para 0,3W. Exceder esses limites pode levar ao superaquecimento e danos permanentes.
Durante a solda, é vital manter a temperatura com 260 ℃ ou o tempo de solda e o tempo de solda dentro de 10 segundos. Altas temperaturas podem danificar a delicada estrutura interna do transistor. Em aplicações que envolvem alta potência, a instalação de dissipadores de calor é aconselhável para dissipar o calor de maneira eficaz e manter uma temperatura de junção segura.
Além disso, devido ao seu nível de sensibilidade à ESD (descarga estática) da classe 1A, medidas anti -estáticas, como o uso de tiras e sacos anti -estática de punho e sacos, são essenciais durante o armazenamento e manuseio para evitar danos causados ​​por cargas eletrostáticas.

Otimizando 2N5551 Eficiência e desempenho do transistor

Otimização do circuito de amplificação

Em circuitos de amplificação,O 2N5551O desempenho do desempenho pode ser aprimorado por meio de correspondência meticulosa de preconceito e impedância.
Tendencioso: Empregar uma configuração de tensão - polarização do divisor, normalmente com resistores RB1 e RB2, ajuda a estabilizar o ponto de operação do transistor. As variações de temperatura podem causar flutuações no ganho de corrente CC do transistor (HFE). Porém, com a tensão adequada - o viés do divisor, a tensão base permanece relativamente constante, garantindo uma corrente de colecionador estável e minimizando variações de ganho. Por exemplo, em um circuito de pré -amplificação de áudio, um ponto de operação estável garante amplificação de som consistente sem distorção causada por flutuações de HFE.
Correspondência de impedância: A incorporação de uma rede LC (Indutor - Capacitor) para correspondência de impedância é crucial para aplicações de alta frequência. O 2N5551 possui uma certa impedância de entrada e saída. Ao usar uma rede LC, a impedância da fonte e da carga pode ser correspondida à do transistor. Isso reduz as reflexões do sinal, o que pode causar perda de energia e distorção. Como resultado, o transistor pode transferir com eficiência a energia e amplificar sinais de alta frequência, tornando -o adequado para tarefas de amplificação de RF (frequência de radiofrequência).

Otimização do circuito de comutação

Para aplicações de troca, a chave está em acelerar a velocidade de comutação e reduzir as perdas de energia.
Acelerar a velocidade de comutação: Conectar um pequeno resistor (variando de 100Ω - 1kΩ) em série com a base do 2N5551 pode suprimir a superação de corrente durante a curva - no processo. Além disso, a adição de um capacitor (10pf - 100pf) em paralelo com a junção de emissor base pode acelerar o processo de desligamento. Quando o transistor precisa desligar, o capacitor fornece um caminho para a carga armazenada na região base descarregar rapidamente, reduzindo o tempo de desligamento. Isso é especialmente importante nos circuitos de modulação de pulso - largura (PWM), onde é necessária uma comutação rápida e precisa.
Redução de perdas de energia: Evitar o excesso - dirigir o transistor é essencial para minimizar as perdas de energia. Dirigir sobre a condução pode levar à saturação excessiva, aumentando o atraso de retirada e causando maior dissipação de energia durante a transição entre os estados ligados e desligados. Ao controlar com precisão a corrente base, o transistor pode operar em um nível de saturação ideal, reduzindo as perdas de condução e comutação. Em um circuito de motores - essa otimização garante que o 2N5551 possa alternar a corrente do motor com eficiência, melhorando a eficiência energética do sistema geral.

Gráfico de simulação para 2N5551

Esta simulação mostra um amplificador comum de emissor construído comUm transistor 2N5551 NPN. O circuito à esquerda usa resistores R3 (2kΩ), R4 (330Ω) para tensão - Dividindo o viés, definindo a tensão base para estabelecer um ponto de operação adequado. R1 (1,2kΩ) e R2 (200Ω) atuam como resistores de colecionadores e emissores, respectivamente, determinando a impedância de saída e as características de corrente - tensão. C1 (1μF) é um capacitor de acoplamento, permitindo que os sinais de CA passem enquanto bloqueiam DC.
O osciloscópio à direita exibe duas formas de onda principais. O traço amarelo superior representa o sinal CA de entrada, provavelmente um sinusóide de baixa amplitude. A forma de onda rosa inferior é a saída, amplificada pelo 2N5551. Observe o ganho significativo: a amplitude da saída é muito maior, demonstrando a capacidade de amplificação de tensão do transistor nessa configuração. As formas sinusoidais lisas indicam distorção mínima, mostrando que o 2N5551 pode efetivamente amplificar sinais CA para aplicações analógicas como a pré -amplificação de áudio, validando seu uso em circuitos de amplificação linear.

Alternativas ao transistor 2N5551

Dimensões do pacote de 2N5551

Para 92: É um pacote de orifício de plástico, muito adequado para solda manual e amplamente utilizado no campo eletrônico de consumo.

SOT-23: É um pacote de montagem na superfície e seu tamanho pequeno o torna adequado para design de PCB de alta densidade.

Parâmetros de dimensão-chave (pacote para 92)

2N5551 Fabricante

O transistor 2N5551 NPN é fabricado por várias empresas de renome da indústria. O Fairchild Semiconductor é um produtor proeminente, tendo projetado -o para amplificadores gerais de alta tensão e drivers de exibição de descarga. O 2N5551, em um pacote A a - 92, apresenta recursos de alta frequência de até 150 MHz, tornando -o adequado para várias aplicações.
A Onsemi também fabrica esse transistor, oferecendo uma versão com um produto de largura de banda de ganho (FT) de 300 MHz. Toshiba, outro nome bem conhecido, fornece ao 2N5551 seu próprio conjunto de especificações controladas de qualidade. Além disso, o Diotec Semiconductor e o Multicomp Pro produzem o 2N5551, cada um com características de desempenho que atendem a diferentes demandas no mercado de eletrônicos. O fabricante chinês CJ (Jiangsu Changjiang/Changjing) oferece uma opção econômica e confiável para aplicações como amplificação de energia de frequência e circuitos de comutação.

Conclusão

Como um transistor NPN de alto desempenho,O 2N5551tem sido amplamente utilizado em circuitos de amplificação, comutação e alta frequência devido às suas vantagens de alta resistência de tensão, características de alta frequência e baixo custo. Durante o processo de design, deve -se prestar atenção à sua área de operação segura, condições de dissipação de calor e correspondência de parâmetros e ferramentas de simulação devem ser usadas para otimizar o desempenho do circuito. Ao selecionar razoavelmente modelos alternativos e transistores complementares, seus cenários de aplicação podem ser ampliados para atender às diversas necessidades de design.

2N5551 NPN Transistor Dathheet

Onsemi 2N5551 NPN Transistor DataSheet.pdf

Fairchild Semiconductor 2N5551 DataSheet.pdf

Diodos iNcorporado2N5551 DataSheet.pdf

Diotec Semiconductor 2N5551 DataSheet.pdf